Введение к работе
Актуальность темы. Актуальность проблемы заключается в том, что традиционные способы повышения качества изделий во многом исчерпаны и их стоимость значительно увеличивается, а такой очевидный способ, как оптимизация микрогеометрии поверхностей деталей для их конкретных функциональных свойств остается неиспользованным из-за непригодности параметрических стандартов на шероховатость поверхностей. За счет оптимизации микрогеометрии функциональных поверхностей можно существенно улучшить функциональные свойства многих изделий, так как известно, что микрогеометрия поверхностей деталей существенно влияет на два десятка их эксплуатационных свойств [1]. Современные приборостроительные и машиностроительные предприятия неизбежно сталкиваются с проблемой изготовления геометрически сложной формообразующей оснастки. К такой оснастке предъявляются высокие требования по её эксплуатационным свойствам, таким как высокая твёрдость материала, износостойкость, а также шероховатость поверхности, от которой существенно зависят многие показатели качества получаемого изделия.
В настоящее время для получения функциональных поверхностей формообразующей оснастки активно применяется электроэрозионная обработка (ЭЭО). Она позволяет обеспечить не только необходимую геометрическую точность обработки заготовки, но и практически любую изотропную шероховатость обработанной поверхности. Для получения требуемой шероховатости поверхности, которая обеспечит заданное функциональное свойство, необходимо управлять электроэрозионным процессом, т.е. знать степень влияния параметров электроэрозионного процесса на качество обработанной поверхности. Сейчас данная степень влияния досконально не изучена, как и не установлен полный перечень параметров, влияющих на шероховатость обработанных поверхностей.
Необходимо разработать методики определения влияния параметров электроэрозионного процесса на шероховатость обработанных поверхностей. Для этого вида обработки впервые использованы, наряду со стандартными, непараметрические критерии оценки и контроля микрогеометрии поверхностей. Проверена адекватность разработанных методик на обеспечении требуемых свойств функциональных поверхностей имитатора звездного неба.
Целью диссертационной работы являются экспериментальные исследования качества электроэродированных поверхностей с использованием, прежде всего, непараметрических критериев оценки и контроля их микрогеометрии.
Задачи исследования. Для достижения указанной цели необходимо решить следующие основные задачи:
исследовать влияния параметров электроэрозионного процесса на шероховатость обработанных поверхностей;
исследовать изменение микрогеометрии обрабатываемых поверхностей в процессе электроэрозионной обработки;
разработать методику получения требуемой микрогеометрии функциональных поверхностей деталей имитатора звездного неба.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались основные положения теории планирования эксперимента. Обработка полученных результатов исследований производилась при помощи методов математической статистики в программной среде Exсel, а также в оригинальной программе построения кривых плотностей распределения Лемминг. Техническая реализация исследований основывается на научных положениях теории технологии приборостроения.
Научная новизна.
Разработаны методики для качественной и количественной оценки влияния параметров ЭЭО на микрогеометрию обработанных поверхностей при помощи непараметрических критериев.
Впервые установлено изменение микрогеометрии поверхности от длительности процесса ЭЭО.
Впервые установлено влияние исходной шероховатости электрода- инструмента на производительность процесса.
Разработана методика обеспечения заданной микрогеометрии поверхности для обеспечения её конкретного функционального свойства, показанная на примере изготовления функциональных поверхностей основных элементов имитатора звездного неба.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
-
Экспериментальные исследования влияния энергетических параметров электроэрозионного процесса на микрогеометрию обработанных поверхностей.
-
Экспериментальные исследования изменения микрогеометрии обработанной поверхности в процессе ЭЭО.
-
Экспериментальные исследования влияния инструментальной шероховатости электрода на производительность электроэрозионного процесса.
-
Обоснование достоверности проведенных исследований.
-
Применение разработанных методик для обеспечения заданных свойств функциональных поверхностей деталей конкретного изделия.
Достоверность результатов работы подтверждается корректным использованием основных положений теории технологии приборостроения и применяемых математических методов. Планирование экспериментов осуществлялось в соответствии с основными положениями теории планирования экспериментов. Полученные в ходе исследования результаты и выводы соответствуют экспериментальным данным. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на различных межвузовских и международных конференциях, имеются публикации материалов в виде научных статей и тезисов докладов.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Проверена и подтверждена методика определения влияния микрогеометрии поверхностей на функциональные свойства деталей приборов и машин,
основанная на непараметрическом подходе к оценке и контролю шероховатости поверхности.
Предложена и реализована методика качественной и количественной оценки влияния параметров ЭЭО на микрогеометрию обработанных поверхностей при помощи непараметрических критериев.
Доказано изменение микрогеометрии поверхности от длительности процесса ЭЭО.
Доказано влияние исходной шероховатости электрода-инструмента на производительность процесса.
Предложена методика обеспечения конкретного функционального свойства поверхности, полученной методом ЭЭО.
Результаты работы нашли применение в учебном процессе СПб НИУ ИТМО на кафедре «Технологии приборостроения» и на предприятии ОАО «РИРВ».
Апробация работы.
Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (Санкт-Петербург, 2012 г.); на XL, XLI и XLII научных и учебно-методических конференциях СПб НИУ ИТМО (Санкт-Петербург, 2011-2013 гг.); на десятой сессии международной научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов» ИПМАШ РАН (Санкт-Петербург, 2011 г.); на V научно-технической конференции молодых специалистов по радиоэлектронике (Санкт-Петербург, Авангард, 2012г.).
Публикации.
По теме диссертации опубликованы 8 печатных работ, из которых 3 в журналах из перечня ВАК, 2 - в рецензируемых научных изданиях.
Структура и объём диссертации.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка из 67 наименований и приложения. Основной текст работы изложен на 120 страницах, включает в себя 48 таблиц и 55 рисунков.
Похожие диссертации на Исследование качества электроэродированных поверхностей с использованием непараметрических критериев
-
